锥齿轮(锥齿轮参数)

在锥齿轮中，齿轮的轴线彼此成直角。锥齿轮用于改变空间旋转方向。

介绍

与圆柱齿轮的旋转轴线总是相互平行排列的情况相比，齿轮轴的轴线可以通过使用锥齿轮旋转任意角度。经常发现 90°的轴交角。具有非平行轴的齿轮箱通常被称为锥齿轮。

在锥齿轮箱中，锥齿轮的轴线通常相互垂直！

图：锥齿轮组,大轮和小轮

下图显示了手钻的示例。第一级传动是直齿轮，而第二级传动是锥齿轮，它也用于将旋转轴旋转 90°。曲轴的速度随着齿轮级的增加而增加，以获得钻头的高转速。

图：手钻中的锥齿轮副

由于其外形呈环形，较大的锥齿轮也称为大轮。齿圈本身由较小的锥齿轮驱动，该锥齿轮也称为小轮。

对于锥齿轮，齿轮的形状形成截锥（称为节锥），其中齿排列在侧表面上。两对锥齿轮的假想节锥相互滚动而不滑动。因此，在两个节锥的配合表面的相应接触点处的圆周速度是相同的。

动画：节锥

锥齿轮的轴线相交于一点，相交角通常为90°。该交点对应于假想节距圆锥的尖端相交的点，当它们不再被视为平头圆锥而是被视为尖圆锥时。

动画：节锥

与圆柱齿轮一样，锥齿轮也可以有不同的齿形。以下部分将更详细地描述最重要的齿。

图：直齿锥齿轮

这种直齿的缺点将后续圆柱齿轮的文章中进行详细解释，它的整个齿面宽度的突变现会导致高噪音水平。然而，这可以通过下面所述描述的螺旋齿形来抵消。

动画：

动画：直齿锥齿轮

如果齿面线不再径向向外延伸而是具有一定的扭转（类似于圆柱齿轮上的斜齿），则获得螺旋齿线（螺旋锥齿轮）。螺旋形状也可以是渐开线、摆线或圆形。

T图：螺旋锥齿轮

与直齿锥齿轮相比，螺旋锥齿轮提供更有利的啮合条件、更高的传递扭矩和更低的噪音水平以及更高的安装公差。出于这个原因，螺旋锥齿轮优选用于机械工程。

动画：螺旋锥齿轮

当齿圈的节距角（锥角）选择越来越大，极端情况下为 90° 时，会出现锥齿轮的特殊情况。节锥的“高度”越来越小，在90°的极端情况下，变成了一个平面。这种锥齿轮称为平面（冠）齿轮。平面齿轮的配对齿轮是传统的锥齿轮，没有它，平面齿轮的节平面上的纯滚动过程是不可能的，因为旋转节平面上的圆周速度向内降低。

动画：从锥齿轮到平面冠状齿轮

因此，平面齿轮无法实现 90° 的轴角，因为小齿轮必须是圆柱直齿轮。但是，正齿轮的节圆柱具有恒定的圆周速度，因此不能适应平面齿轮的不同圆周速度！这将需要在径向方向上调整环形齿轮上的齿廓——参见下一节关于冠状齿轮的部分。

图：平面冠状齿轮（环形齿轮）和常规锥齿轮（小齿轮）

锥齿轮的平面冠状齿轮可以被认为类似于圆柱齿轮的齿条。在这两种情况下，原本“弯曲”的俯仰体都变成了平面。平面冠状齿轮用作锥齿轮的产形齿轮。

当传统的直齿轮作为小齿轮时，会出现锥齿轮的特殊情况，小齿轮原则上在弯曲成环的齿条上滚动。排列在平面上的牙齿在外观上类似于牙冠的牙齿。这就是为什么人们说所谓的冠状齿轮。冠状齿轮的齿线可以是直切的，也可以是螺旋的。

图：皇冠齿轮

上面的动画显示了一个由传统直齿轮驱动的直齿冠齿轮。与圆锥形的锥齿轮相比，冠状齿轮允许其配合齿轮轴向位移！此外，不会像锥齿轮那样产生轴向力。

动画：皇冠齿轮

由于冠状齿轮的圆周速度向外增加，而直齿轮的圆周速度恒定，因此为了实现变速的无滑动滚动过程，冠状齿轮的齿形必须沿径向适应外大内小压力角）。

冠齿轮不是真正意义上的锥齿轮，因为节锥不再是锥体！与平面冠状齿轮相比，普通冠状齿轮可以实现 90° 的轴角。一般来说，轴角的范围可以在 0° 和 180° 之间。

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